Hochverfügbare Virtualisierung mit Open Source

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1 Hochverfügbare Virtualisierung mit Open Source

2 Gliederung DRBD Ganeti Libvirt

3 Virtualisierung und Hochverfügbarkeit Hochverfügbarkeit von besonderer Bedeutung Defekt an einem Server => Ausfall vieler VMs => Datenverlust in vielen Vms Lösung: Redundanz Wie vollständige Redundanz realisieren?

4 Server-Redundanz Mehrere Virtualisierungsserver Ein Speichersystem Realisierung z.b. mittels iscsi Nachteil: Keine Datenredundanz

5 DRBD Distributed Replicated Block Device Verteiltes Blockdevice Änderungen werden übers Netzwerk repliziert => Jeder Block liegt auf zwei Servern => Fällt ein Server aus übernimmt der andere Als Blockdevice generisch einsetzbar

6 DRBD - Modes Mode A Warten bis Daten versendet wurden => Datenverlust möglich Mode B Warten bis Daten empfangen wurden => Datenverlust sehr unwahrscheinlich Mode C Warten bis Daten geschrieben wurden => Datenverlust ausgeschlossen

7 Single-Primary-Mode Ein Node ist primär: Kann gelesen und beschrieben werden Anderer Node ist sekundär: Kann nicht gelesen oder beschrieben werden Im Fehlerfall: Rollentausch

8 Dual-Primary-Mode Beide Nodes sind primär: Beide können gelesen und beschrieben werden Gefahr eines Split-Brain! Werden beide gleichzeitig beschrieben haste die Kacke am dampfen! Split-Brain auflösen ohne Datenverlust fast unmöglich

9 Migration von VMs auf DRBD Live-Migration von VMs theoretisch einfach: Daten liegen auf beiden Hosts Aber: Während der Migration Lesezugriff nötig => Migration auf Sekundär-Node nicht möglich => Dual-Primary-Mode notwendig Split-Brain-Gefahr! Software zur Durchführung nötig: Ganeti

10 Ganeti VM-Management-Software OpenSource Ermöglicht Redundanz der Hardware Backend: KVM oder Xen

11 Ganeti Administration: CLI HTTP (Web-Manager) Aktuelle Version hat mit Bugs zu kämpfen Übernimmt die Verwaltung der DRBD- Backends Split Brain wird vermieden

12 Ganeti-Migration Schnell Live-Migration Persistente Daten werden nicht kopiert Hochverfügbar Ausfall eines Servers: Starten der VMs auf zweitem Server Kein Datenverlust (aus Sicht von Ganeti)

13 Libvirt Middleware zur Virtualisierung Backend: KVM, Xen, VMWare, Storage: iscsi Ceph (RBD) Sheepdog Gluster...

14 Ceph Block Devices Zugriff auf Ceph-Cluster Nutzung als Block Device Snapshots und cloning wird unterstützt

15 Ceph Block Devices Vorteil Mehr als zwei Backing-Nodes Gut erprobt und sehr stabil Nachteile QEMU unterstützt (noch) kein locking => Split Brain möglich! Einschränkte Unterstützung durch virt-manager

16 Sheepdog Verteiltes Speichersystem für QEMU OpenSource Geringer Administrationsaufwand Nodes finden sich per Multicast Nodes lassen sich sehr einfach hinzufügen Praktisch beliebig viele Nodes möglich

17 Sheepdog Vorteile: Mehr als zwei Nodes möglich Geringer Administrationsaufwand Nachteile: QEMU unterstützt kein locking => Split Brain möglich! Eingeschränkte Unterstützung durch virt-manager

18 GlusterFS Verteiltes Dateisystem OpenSource Zugriff auf Dateien über NFS CIFS Gluster Native QEMU unterstützt Gluster Native

19 GlusterFS Vorteile: Mehr als zwei Nodes möglich Nachteile: QEMU unterstützt kein locking => Split Brain möglich! Eingeschränkte Unterstützung durch virt-manager

20 Libvirt Lock Manager Natives Locking bei verteilten Dateisystemen nicht möglich Aber: Libvirt besitzt Lock Manager Einziger unterstütztes Verfahren: sanlock Braucht selbst wieder Netzwerk-Speicher Relativ Ressourcen intensiv

21 Fazit Ganeti + QEMU + DRBD Ermöglicht Hochverfügbarkeit Verhindert Split Brain Libvirt + QEMU Unterstützt verschiedene verteilte Speichersysteme Locking fehlt aber (bzw. ist unpraktikabel) => Risiko eines Split Brains

22 Hochverfügbare Virtualisierung mit Open Source

23 Gliederung DRBD Ganeti Libvirt

24 Virtualisierung und Hochverfügbarkeit Hochverfügbarkeit von besonderer Bedeutung Defekt an einem Server => Ausfall vieler VMs => Datenverlust in vielen Vms Lösung: Redundanz Wie vollständige Redundanz realisieren?

25 Server-Redundanz Mehrere Virtualisierungsserver Ein Speichersystem Realisierung z.b. mittels iscsi Nachteil: Keine Datenredundanz

26 DRBD Distributed Replicated Block Device Verteiltes Blockdevice Änderungen werden übers Netzwerk repliziert => Jeder Block liegt auf zwei Servern => Fällt ein Server aus übernimmt der andere Als Blockdevice generisch einsetzbar

27 DRBD - Modes Mode A Warten bis Daten versendet wurden => Datenverlust möglich Mode B Warten bis Daten empfangen wurden => Datenverlust sehr unwahrscheinlich Mode C Warten bis Daten geschrieben wurden => Datenverlust ausgeschlossen

28 Single-Primary-Mode Ein Node ist primär: Kann gelesen und beschrieben werden Anderer Node ist sekundär: Kann nicht gelesen oder beschrieben werden Im Fehlerfall: Rollentausch

29 Dual-Primary-Mode Beide Nodes sind primär: Beide können gelesen und beschrieben werden Gefahr eines Split-Brain! Werden beide gleichzeitig beschrieben haste die Kacke am dampfen! Split-Brain auflösen ohne Datenverlust fast unmöglich

30 Migration von VMs auf DRBD Live-Migration von VMs theoretisch einfach: Daten liegen auf beiden Hosts Aber: Während der Migration Lesezugriff nötig => Migration auf Sekundär-Node nicht möglich => Dual-Primary-Mode notwendig Split-Brain-Gefahr! Software zur Durchführung nötig: Ganeti

31 Ganeti VM-Management-Software OpenSource Ermöglicht Redundanz der Hardware Backend: KVM oder Xen

32 Ganeti Administration: CLI HTTP (Web-Manager) Aktuelle Version hat mit Bugs zu kämpfen Übernimmt die Verwaltung der DRBD- Backends Split Brain wird vermieden

33 Ganeti-Migration Schnell Live-Migration Persistente Daten werden nicht kopiert Hochverfügbar Ausfall eines Servers: Starten der VMs auf zweitem Server Kein Datenverlust (aus Sicht von Ganeti)

34 Libvirt Middleware zur Virtualisierung Backend: KVM, Xen, VMWare, Storage: iscsi Ceph (RBD) Sheepdog Gluster...

35 Ceph Block Devices Zugriff auf Ceph-Cluster Nutzung als Block Device Snapshots und cloning wird unterstützt

36 Ceph Block Devices Vorteil Mehr als zwei Backing-Nodes Gut erprobt und sehr stabil Nachteile QEMU unterstützt (noch) kein locking => Split Brain möglich! Einschränkte Unterstützung durch virt-manager

37 Sheepdog Verteiltes Speichersystem für QEMU OpenSource Geringer Administrationsaufwand Nodes finden sich per Multicast Nodes lassen sich sehr einfach hinzufügen Praktisch beliebig viele Nodes möglich

38 Sheepdog Vorteile: Mehr als zwei Nodes möglich Geringer Administrationsaufwand Nachteile: QEMU unterstützt kein locking => Split Brain möglich! Eingeschränkte Unterstützung durch virt-manager

39 GlusterFS Verteiltes Dateisystem OpenSource Zugriff auf Dateien über NFS CIFS Gluster Native QEMU unterstützt Gluster Native

40 GlusterFS Vorteile: Mehr als zwei Nodes möglich Nachteile: QEMU unterstützt kein locking => Split Brain möglich! Eingeschränkte Unterstützung durch virt-manager

41 Libvirt Lock Manager Natives Locking bei verteilten Dateisystemen nicht möglich Aber: Libvirt besitzt Lock Manager Einziger unterstütztes Verfahren: sanlock Braucht selbst wieder Netzwerk-Speicher Relativ Ressourcen intensiv

42 Fazit Ganeti + QEMU + DRBD Ermöglicht Hochverfügbarkeit Verhindert Split Brain Libvirt + QEMU Unterstützt verschiedene verteilte Speichersysteme Locking fehlt aber (bzw. ist unpraktikabel) => Risiko eines Split Brains

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